翻轉(zhuǎn)課堂在“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)中的實(shí)踐

鄭景明 齊建東2 康峰峰 牛樹奎

(1.北京林業(yè)大學(xué)林學(xué)院，北京 100083； 2.北京林業(yè)大學(xué)信息學(xué)院，北京 100083)

翻轉(zhuǎn)課堂(flipped classroom)是一種基于信息技術(shù)的新型教學(xué)模式，是將信息技術(shù)與課程改革相融合的一次教育革命。在課上，教師先聚焦主要問題，通過與學(xué)生的互動(dòng)交流，開展有針對(duì)性的學(xué)習(xí)。在課下，學(xué)生在有無線網(wǎng)絡(luò)覆蓋的地方開展學(xué)習(xí)，完成教師留下的練習(xí)作業(yè)。

翻轉(zhuǎn)課堂將知識(shí)的傳授轉(zhuǎn)移到課外，讓課堂成為師生面對(duì)面進(jìn)行思想碰撞的場(chǎng)所。翻轉(zhuǎn)課堂核心的理念是教育目的的翻轉(zhuǎn)、教育理念的翻轉(zhuǎn)和教學(xué)方式的翻轉(zhuǎn)，其實(shí)現(xiàn)途徑為通過“教學(xué)微視頻”與新型教學(xué)組織方式相結(jié)合，從學(xué)習(xí)者本身出發(fā)引導(dǎo)學(xué)生提高學(xué)習(xí)的興趣與效率[1]。

目前，多數(shù)大學(xué)本科專業(yè)課程都有深厚的教學(xué)資源的積累，授課教師都具有豐富的教學(xué)經(jīng)驗(yàn)，同時(shí)大學(xué)校園基本上都已完成網(wǎng)絡(luò)全覆蓋，這些都為翻轉(zhuǎn)課堂在大學(xué)專業(yè)課程教學(xué)中的實(shí)施奠定了基礎(chǔ)。筆者以北京林業(yè)大學(xué)“景觀生態(tài)學(xué)”課程為例，探索了將翻轉(zhuǎn)課堂引入專業(yè)課程教學(xué)的途徑。

一、“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)存在的問題

北京林業(yè)大學(xué)的“景觀生態(tài)學(xué)”是針對(duì)林學(xué)、資源與環(huán)境規(guī)劃、自然保護(hù)區(qū)等本科專業(yè)開設(shè)的專業(yè)選修課程，具有較強(qiáng)的理論性和實(shí)踐性，對(duì)于擴(kuò)展學(xué)生的專業(yè)視野、培養(yǎng)學(xué)生的專業(yè)思維具有重要作用。“景觀生態(tài)學(xué)”不同于其他林業(yè)專業(yè)的基礎(chǔ)課程，它強(qiáng)調(diào)的是從更大的時(shí)空尺度上觀察生態(tài)學(xué)現(xiàn)象，從不同層次上理解生態(tài)學(xué)規(guī)律，并將其運(yùn)用于實(shí)踐。在近幾年的教學(xué)實(shí)踐中，筆者發(fā)現(xiàn)“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)中存在著一些問題。

(一)課程教學(xué)內(nèi)容落后于學(xué)科的快速發(fā)展

傳統(tǒng)的“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容主要包括景觀要素、景觀格局、景觀動(dòng)態(tài)3部分，然而隨著景觀生態(tài)學(xué)的迅速發(fā)展，授課范圍已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了這3部分教學(xué)內(nèi)容。所以，開設(shè)“景觀生態(tài)學(xué)”課程的各高校首先應(yīng)進(jìn)一步豐富課程教學(xué)內(nèi)容和典型案例，針對(duì)不同專業(yè)的選課學(xué)生，不斷拓寬景觀生態(tài)學(xué)原理在各專業(yè)領(lǐng)域的研究和應(yīng)用范圍。

北京林業(yè)大學(xué)根據(jù)景觀生態(tài)學(xué)的發(fā)展現(xiàn)狀，對(duì)“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容進(jìn)行了精心的編制，形成了突出林學(xué)和保護(hù)生物學(xué)特色的、較為系統(tǒng)的“景觀生態(tài)學(xué)”課程的理論教學(xué)和實(shí)習(xí)教學(xué)模塊。課程理論教學(xué)模塊包括：景觀成分、景觀格局分析、景觀功能及森林景觀保護(hù)等；實(shí)習(xí)教學(xué)模塊包括：空間數(shù)據(jù)的采集方法、景觀格局的分析技術(shù)、景觀變化的馬爾科夫模型制作方法及森林與生物保護(hù)的景觀設(shè)計(jì)[2]等。

(二)理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)缺乏有效銜接

景觀生態(tài)學(xué)的研究對(duì)象通常是中尺度的土地單元，理論知識(shí)比較抽象，如果不能和實(shí)際相結(jié)合則必定成為紙上談兵。因此，“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)既要幫助學(xué)生理解抽象的理論知識(shí)，又要幫助學(xué)生掌握宏觀實(shí)踐的方法，所以理論教學(xué)應(yīng)與實(shí)踐教學(xué)有序銜接。但是由于傳統(tǒng)課堂教學(xué)模式存在著局限性，影響了理論教學(xué)與實(shí)踐教學(xué)的有效銜接。

(三)課程教學(xué)缺乏專業(yè)針對(duì)性

選修“景觀生態(tài)學(xué)”課程的學(xué)生主要來自林學(xué)、資源與環(huán)境、自然保護(hù)區(qū)等不同專業(yè)，學(xué)生基礎(chǔ)知識(shí)差異較大，所以“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)尤其是實(shí)習(xí)部分需要做有針對(duì)性的調(diào)整，以提升課程教學(xué)效果。筆者在近年的教學(xué)實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)，部分基礎(chǔ)薄弱的學(xué)生普遍反映課程實(shí)驗(yàn)內(nèi)容相對(duì)較難，雖有詳細(xì)的電子版指導(dǎo)書，但開展自主學(xué)習(xí)還是有一定的難度，所以學(xué)生在做實(shí)驗(yàn)時(shí)花費(fèi)了很多時(shí)間和精力，但還是不能確定實(shí)驗(yàn)結(jié)果的正確與否。

根據(jù)這些反饋，筆者在課程實(shí)驗(yàn)完成后的下一次課堂上預(yù)留出一定時(shí)間，對(duì)每一次的課程實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)的共性問題進(jìn)行分析和討論，通過面對(duì)面的師生交流，加強(qiáng)了學(xué)生對(duì)學(xué)習(xí)內(nèi)容的深度理解，使學(xué)生獲得較大的成就感，從而提高了學(xué)生對(duì)課程學(xué)習(xí)的積極性。但是由于課程總學(xué)時(shí)的限制(總計(jì)32學(xué)時(shí))，加之選修學(xué)生人數(shù)較多(通常70～100人)，要想對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行有針對(duì)性的指導(dǎo)是很難做到的。經(jīng)過不斷地思考和總結(jié)，筆者認(rèn)為，不能完全依賴課堂教學(xué)活動(dòng)而忽視對(duì)課下學(xué)習(xí)的組織，應(yīng)調(diào)整課程教學(xué)的組織方式，加強(qiáng)線上、線下學(xué)習(xí)的組織聯(lián)系，彌補(bǔ)由于學(xué)時(shí)少而對(duì)學(xué)生缺少個(gè)性化指導(dǎo)的不足。因此，筆者嘗試將翻轉(zhuǎn)課堂的教學(xué)理念引入“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)，以解決課程教學(xué)中存在的問題，提高“景觀生態(tài)學(xué)”課程的教學(xué)質(zhì)量。

二、基于翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式的“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)的設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)課堂的核心設(shè)計(jì)是教師借助于網(wǎng)絡(luò)信息技術(shù)，精心組織課程教學(xué)，根據(jù)教學(xué)內(nèi)容分主題制作簡(jiǎn)明易懂的小視頻，在授課之前通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)發(fā)布，讓學(xué)生進(jìn)行自學(xué)，從而將節(jié)省出來的課堂時(shí)間用于解決學(xué)生不易理解的教學(xué)內(nèi)容。翻轉(zhuǎn)課堂使教師的作用從主導(dǎo)課程學(xué)習(xí)轉(zhuǎn)換為組織、引導(dǎo)學(xué)生自主學(xué)習(xí)；學(xué)生則可以充分利用自己的碎片化時(shí)間，靈活地安排學(xué)習(xí)計(jì)劃，并通過網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)及時(shí)與教師進(jìn)行交流，解決自學(xué)中出現(xiàn)的問題。翻轉(zhuǎn)課堂使學(xué)生實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)課堂上被動(dòng)學(xué)習(xí)到課下主動(dòng)學(xué)習(xí)、個(gè)性化學(xué)習(xí)的轉(zhuǎn)變。翻轉(zhuǎn)課堂實(shí)施的關(guān)鍵不在于課程教學(xué)中如何運(yùn)用先進(jìn)的信息技術(shù)，而在于通過教學(xué)形式的設(shè)計(jì)與創(chuàng)新，完成教學(xué)理念的轉(zhuǎn)變和課程學(xué)習(xí)效果的提升。

(一)課程教學(xué)內(nèi)容的設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)課堂是依托網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)實(shí)施的，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)既有利于吸收慕課等網(wǎng)絡(luò)課程的開放性優(yōu)點(diǎn)，也有利用微視頻等新型教學(xué)資源的便利性?；诖耍P者將“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)內(nèi)容設(shè)計(jì)為3個(gè)部分，即基礎(chǔ)理論講授、課程實(shí)驗(yàn)和綜合實(shí)習(xí)，3部分的教學(xué)目標(biāo)各有不同?；诜D(zhuǎn)課堂的“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)設(shè)計(jì)見圖1。

圖1 基于翻轉(zhuǎn)課堂的“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)設(shè)計(jì)方案

由圖1可以看出，這3部分教學(xué)設(shè)計(jì)并非是截然分開的，而是按照課程大綱逐步展開，并能借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)很方便地實(shí)現(xiàn)。在基礎(chǔ)理論講授部分，因?yàn)樯婕暗降燃?jí)、尺度、格局、功能等相對(duì)抽象的教學(xué)內(nèi)容，因而以教師課堂講授和學(xué)生借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)提供的微視頻等學(xué)習(xí)資料進(jìn)行自學(xué)并自我測(cè)試學(xué)習(xí)效果。在課程實(shí)驗(yàn)部分，因?yàn)樯婕暗骄坝^生態(tài)學(xué)的一些核心概念和基本分析方法，所以采用課下以學(xué)生小組的形式完成學(xué)習(xí)和作業(yè)，同時(shí)借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)進(jìn)行小組討論和小測(cè)試以增強(qiáng)其學(xué)習(xí)效果。在綜合實(shí)習(xí)部分，因?yàn)樯婕暗綄?duì)典型案例和實(shí)際數(shù)據(jù)的分析總結(jié)，所以授課地點(diǎn)應(yīng)選擇在大型電子計(jì)算機(jī)房，學(xué)生上機(jī)開展實(shí)際操作，教師面對(duì)面指導(dǎo)，學(xué)生最終獨(dú)立完成實(shí)習(xí)報(bào)告。由于上機(jī)時(shí)間有限，學(xué)生還可以借助網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)在課下繼續(xù)開展小組學(xué)習(xí)和討論。這樣的教學(xué)設(shè)計(jì)，為學(xué)生靈活安排學(xué)習(xí)時(shí)間和學(xué)習(xí)方式提供了可行性。

(二)課程教學(xué)組織方式的設(shè)計(jì)

翻轉(zhuǎn)課堂使教師的角色由傳統(tǒng)的課堂講授者轉(zhuǎn)變?yōu)檎n內(nèi)、外教學(xué)的組織者。教師不但要精心組織教學(xué)內(nèi)容，還要組織學(xué)生在線上和線下開展小組學(xué)習(xí)和討論，更重要的是還要引導(dǎo)學(xué)生學(xué)會(huì)利用多種學(xué)習(xí)資源，制定個(gè)性化的學(xué)習(xí)計(jì)劃，并對(duì)其在各階段的學(xué)習(xí)效果及時(shí)給予客觀的評(píng)價(jià)和鼓勵(lì)。翻轉(zhuǎn)課堂使教師的地位和權(quán)威性與傳統(tǒng)課堂教學(xué)中的主導(dǎo)性相比好像是下降了，但實(shí)際上這只是教師角色的翻轉(zhuǎn)，教師“隱身”于課程教學(xué)的組織中，并以此種形式促使學(xué)生開展自主性學(xué)習(xí)和個(gè)性化學(xué)習(xí)，從而使教師和學(xué)生之間形成了新型的師生關(guān)系[3]。

在課程教學(xué)中，教師首先通過網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)發(fā)布學(xué)習(xí)資料，包括不同數(shù)量的學(xué)習(xí)主題，每個(gè)主題配置了相應(yīng)的課件、小視頻、實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)書及相關(guān)學(xué)習(xí)材料，并隨著課程教學(xué)的進(jìn)展，按期開放相應(yīng)的主題。選修本課程的學(xué)生通過學(xué)號(hào)可以登錄并下載相關(guān)資料，開展自主學(xué)習(xí)。其次，網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)設(shè)置有問題討論區(qū)，在這里教師組織學(xué)生針對(duì)自學(xué)中遇到的難點(diǎn)開展討論。尤其對(duì)于課程實(shí)驗(yàn)，學(xué)生雖然通過小視頻基本了解了復(fù)雜的技術(shù)操作環(huán)節(jié)，但對(duì)于其背后所蘊(yùn)含的專業(yè)原理及其與實(shí)驗(yàn)中其他部分之間的關(guān)系仍存在疑惑，這時(shí)教師應(yīng)鼓勵(lì)學(xué)生通過文字、截屏圖等方式隨時(shí)提問，教師匯總其中共性問題給予詳細(xì)解釋，并將這部分解答內(nèi)容歸入知識(shí)庫(kù)，其他人也可以瀏覽；對(duì)于個(gè)性化的問題，教師則適時(shí)予以解答。對(duì)于理論性比較強(qiáng)的課程內(nèi)容，教師則在隨后的課堂教學(xué)中予以詳細(xì)講解。最后，教師在每個(gè)學(xué)習(xí)主題下設(shè)置1～3個(gè)與學(xué)習(xí)主題相關(guān)的課程實(shí)驗(yàn)，鼓勵(lì)學(xué)生按自己的興趣選擇其中一個(gè)進(jìn)行研究，并按時(shí)提交實(shí)驗(yàn)報(bào)告，教師對(duì)報(bào)告進(jìn)行簡(jiǎn)要評(píng)價(jià)和打分，實(shí)驗(yàn)報(bào)告也是評(píng)價(jià)學(xué)生課程總成績(jī)的重要參考。這樣的課程教學(xué)組織方式，體現(xiàn)了學(xué)生的主體作用，實(shí)現(xiàn)了教學(xué)方式的翻轉(zhuǎn)。

三、翻轉(zhuǎn)課堂在“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)中的實(shí)踐效果

(一)完善了課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)

課程組根據(jù)“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)的實(shí)際需求建設(shè)了課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，并將其作為協(xié)助完成教學(xué)方式翻轉(zhuǎn)的重要工具。課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)主要包括3部分功能：一是為學(xué)生提供學(xué)習(xí)資料，二是開展課程討論，三是進(jìn)行教學(xué)評(píng)價(jià)，這3種功能都依托于大學(xué)的虛擬主機(jī)得以實(shí)現(xiàn)。教師作為課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)的管理者，按教學(xué)進(jìn)程逐步開放學(xué)習(xí)主題，學(xué)生可以提前自學(xué)教師課堂講授的理論內(nèi)容，自學(xué)完每個(gè)主題的內(nèi)容后，可以通過回答網(wǎng)上的小問題對(duì)自己的學(xué)習(xí)效果進(jìn)行評(píng)價(jià)。不斷完善的課程網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)為翻轉(zhuǎn)課堂在“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)中的實(shí)施提供了保障。

(二)構(gòu)建了科學(xué)的課程教學(xué)模式

在傳統(tǒng)的課程教學(xué)中，主要是通過教師的課堂講授、學(xué)生被動(dòng)接受的方式開展教學(xué)的，雖然教師也在課堂上組織討論，但往往因?yàn)閷W(xué)時(shí)的限制難以達(dá)到理想效果。為了真正實(shí)現(xiàn)教育理念的翻轉(zhuǎn)，課程組的教師不斷探索，針對(duì)學(xué)生的總體水平及差異化特征，構(gòu)建了不同層次的學(xué)習(xí)主題，并制作了相應(yīng)的教學(xué)小視頻、自學(xué)測(cè)試題、課程實(shí)驗(yàn)、綜合實(shí)驗(yàn)等學(xué)習(xí)資料。

目前，北京林業(yè)大學(xué)的“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的教學(xué)實(shí)踐積累，形成了一系列的學(xué)習(xí)主題，為實(shí)現(xiàn)該課程教學(xué)方式的翻轉(zhuǎn)打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。例如，在學(xué)習(xí)主題設(shè)置方面，課程組參考了國(guó)內(nèi)外相關(guān)課程的內(nèi)容，設(shè)計(jì)了10余個(gè)課程小實(shí)驗(yàn)，每個(gè)小實(shí)驗(yàn)有一套相對(duì)獨(dú)立的理論說明、操作方法、實(shí)習(xí)數(shù)據(jù)和指導(dǎo)書等，供學(xué)生進(jìn)行選擇性學(xué)習(xí)。再比如景觀格局分析的主題，既有借助excel進(jìn)行隨機(jī)景觀模擬和格局定量化指標(biāo)計(jì)算的小實(shí)驗(yàn)，也包括最后在公共電子計(jì)算機(jī)房借助專業(yè)軟件GIS和Fragstats開展的實(shí)際景觀數(shù)據(jù)格局分析的大實(shí)驗(yàn)。在小視頻制作方面，課程組采用Camtasia Studio、ev等屏幕錄制軟件，針對(duì)不同的主題制作時(shí)長(zhǎng)不超過10分鐘的學(xué)習(xí)小視頻，用于學(xué)生預(yù)習(xí)課程理論知識(shí)，了解小實(shí)驗(yàn)中關(guān)鍵的操作環(huán)節(jié)。同時(shí)，教師也鼓勵(lì)學(xué)生將自己學(xué)習(xí)中遇到的難點(diǎn)制作成小視頻，教師會(huì)選擇其中制作優(yōu)良的小視頻上傳到網(wǎng)絡(luò)教學(xué)平臺(tái)，方便其他學(xué)生參考借鑒，最后在課堂上教師將對(duì)這些難點(diǎn)進(jìn)行有針對(duì)性的講解。通過這些教學(xué)組織方式，學(xué)生對(duì)相關(guān)學(xué)習(xí)主題的理論和技術(shù)都有了較為系統(tǒng)的掌握，提升了學(xué)生的自學(xué)能力和信心。

(三)實(shí)現(xiàn)了從傳統(tǒng)教學(xué)到翻轉(zhuǎn)式教學(xué)的轉(zhuǎn)變

“景觀生態(tài)學(xué)”課程教學(xué)結(jié)束后，筆者對(duì)學(xué)生進(jìn)行了問卷調(diào)查，結(jié)果表明，大多數(shù)學(xué)生認(rèn)為改革后的課程教學(xué)內(nèi)容和組織方式增強(qiáng)了他們對(duì)課程學(xué)習(xí)的興趣，提高了自學(xué)能力。部分學(xué)生表示，通過選修該課程使自己找到了未來發(fā)展的方向；還有一些學(xué)生將“景觀生態(tài)學(xué)”課程的重要實(shí)驗(yàn)內(nèi)容作為一個(gè)成果保存起來，用作繼續(xù)攻讀研究生及出國(guó)的申請(qǐng)材料。

翻轉(zhuǎn)課堂教學(xué)模式符合當(dāng)今信息時(shí)代教育方式的變革要求。各高校應(yīng)當(dāng)吸取翻轉(zhuǎn)課堂和慕課等精華，探索出不同專業(yè)課程的最佳教學(xué)模式。北京林業(yè)大學(xué)正在逐步開展基于慕課平臺(tái)的涉林課程教學(xué)模式的改革探索，并計(jì)劃建立涉林課程教學(xué)戰(zhàn)略聯(lián)盟，邀請(qǐng)全國(guó)農(nóng)林高校、林業(yè)科研院所參與聯(lián)盟，逐步實(shí)現(xiàn)相關(guān)教育資源的共享，以進(jìn)一步提升林業(yè)人才培養(yǎng)的質(zhì)量。

資助項(xiàng)目：北京林業(yè)大學(xué)2018年教學(xué)改革項(xiàng)目——基于翻轉(zhuǎn)課堂理念的“景觀生態(tài)學(xué)”課程實(shí)習(xí)教學(xué)方法改革，項(xiàng)目編號(hào)BJFU2018JG001。